Un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) ha desarrollado un nuevo método que permitirá a las baterías acuosas de iones de zinc soportar varios cientos de miles de ciclos de carga y descarga en el futuro.
Esta mejora significativa de la vida útil es posible gracias a una capa protectora especial para los ánodos de zinc de las baterías, según un comunicado de la TUM. Los investigadores utilizan un polímero orgánico poroso llamado TpBD-2F para formar una «película estable, extremadamente fina y muy ordenada» sobre el ánodo de zinc, que permite que los iones de zinc fluyan con gran eficacia a través de nanocanales y, al mismo tiempo, mantiene el agua alejada del ánodo. «Esta capa resuelve problemas anteriores como el crecimiento de estructuras de zinc en forma de aguja -conocidas como dendritas de zinc-, así como reacciones químicas secundarias no deseadas que desencadenan la formación de hidrógeno y la corrosión», explica el equipo de investigación en el comunicado.
«Las baterías de iones de zinc con esta nueva capa protectora podrían sustituir a las de iones de litio en aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala, como en combinación con centrales solares o eólicas. Duran más, son más seguras y el zinc es más barato y más fácil de conseguir que el litio», afirma Da Lei, estudiante de doctorado y autor principal del trabajo de investigación “Ion-Transport Kinetics and Interface Stability Augmentation of Zinc Anodes Based on Fluorinated Covalent Organic Framework Thin Films”, publicado en Advanced Energy Materials.
El litio sigue siendo la primera opción para aplicaciones móviles como vehículos eléctricos y dispositivos portátiles, pero sus costos más elevados y su impacto ambiental lo hacen menos atractivo para el almacenamiento de energía a gran escala.
«Se trata de un resultado de investigación realmente espectacular», añade Roland A. Fischer, catedrático de Química Inorgánica y Metalorgánica de la Facultad de Ciencias Naturales de la TUM. «Hemos demostrado que el método químico desarrollado por Da Lei no sólo funciona, sino que además es controlable. Como investigadores fundamentales, nos interesan sobre todo los nuevos principios científicos, y aquí hemos descubierto uno. Ya hemos desarrollado un primer prototipo en forma de pila de botón. No veo por qué nuestros descubrimientos no podrían trasladarse a aplicaciones más amplias. Ahora corresponde a los ingenieros hacer suya la idea y desarrollar los procesos de producción adecuados».
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